專利名稱：具有吸光涂層的透光基材，吸光涂層及制備吸光涂層的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及至少部分具有吸光涂層的透光基材，該吸光涂層包括在溶膠-凝膠基體中引入的穩(wěn)定的顏料。
本發(fā)明進一步涉及包括透光燈容器的電燈，該透光燈容器容納光源，其中該燈容器包括以上透光基材。
此外本發(fā)明涉及吸光涂層自身，以及制備此吸光涂層的方法。
本發(fā)明例如在用于汽車應用的燈中發(fā)現(xiàn)它的用途。
背景技術：
具有吸光涂層的透光基材可以用作燈上或燈之前的彩色層用于通用照明目的?；目砂ɡ缬梢粔K玻璃制成的濾色器，它是平的或不平的并被指定放置在光的軌線上，所述光由燈產生。這樣的應用通常用于室外照明。透光基材的另一個例子是放置在電燈的光源以上的燈容器。這樣的電燈主要用作車輛中的指示燈，例如用作紅色尾部中的紅色光源和汽車的剎車燈。該電燈也可用于交通燈。
開始段落中提及的類型的電燈從由本申請人提交的WO01/20641是已知的。
根據(jù)WO 01/20641的電燈具有光學透明的非散射的吸光涂層，其中將顏料引入溶膠-凝膠基體并且它可抵抗至多400℃的溫度。其中引入顏料的溶膠-凝膠基體當四乙氧基硅烷(TEOS)用作溶膠-凝膠前體時可達到約500-800nm的最大層厚度和當甲基三甲氧基硅烷(MTMS)用作溶膠-凝膠前體時可達到約2-3μm的最大層厚度。吸光涂層的厚度，且特別是它的臨界層厚度是重要的。實際上，如果臨界層厚度低，則吸光涂層可開裂和因此剝落。從WO 01/20641已知的是納米尺寸二氧化硅粒子在吸光涂層中的加入使得可以獲得較好結合到燈容器的更厚涂層。
然而，WO 01/20641的吸光涂層顯示相對低的耐擦劃性。結果是，涂層可能在燈的制造期間，例如當在其罩上輕敲燈容器時被擦劃。也可能在燈的裝填期間或在發(fā)光體中安裝燈期間損害涂層。這導致顏色點變化，它可能導致不均勻產物。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供具有吸光涂層的透光基材，其中所述吸光涂層具有相對大的臨界層厚度并顯示增加的耐擦劃性。
為此目的，本發(fā)明提供至少具有吸光涂層的透光基材，該吸光涂層包括在溶膠-凝膠基體中引入的穩(wěn)定的顏料，該吸光涂層包括尺寸為5-100納米的二氧化硅粒子和尺寸為5-50納米的氧化鋁粒子，其中顏料、二氧化硅和氧化鋁粒子在吸光涂層中的總體積濃度為20-65％，二氧化硅粒子的體積濃度為5-40％和氧化鋁粒子的體積濃度為1-15％。
根據(jù)本發(fā)明，吸光涂層包括二氧化硅粒子。這增加臨界層厚度。吸光涂層進一步包括氧化鋁粒子。這改進耐擦劃性。必須的是氧化鋁和二氧化硅粒子的尺寸在上述范圍內。實際上，適于透光基材的吸光涂層僅可以采用這些范圍中的粒度獲得。否則，吸光涂層會散射光，這要在例如用于汽車應用的透光基材中避免。
如果顏料和粒子的體積濃度在上述范圍中選擇，則也僅可以獲得適于這種應用的吸光涂層。否則，由于粒子將在吸光涂層中沉淀，涂層的耐擦劃性將太低，并且涂層將是不透明。
優(yōu)選，二氧化硅粒子的尺寸為10-30納米。這導致臨界層厚度的更好增加。
有利地，氧化鋁粒子的尺寸為10-30納米。這導致耐擦劃性的更好改進。
優(yōu)選，顏料、二氧化硅和氧化鋁粒子在吸光涂層中的總體積濃度為35-55％。這導致臨界層厚度和耐擦劃性的更好增加。
有利地，二氧化硅粒子在吸光涂層中的體積濃度為10-20％。這導致臨界層厚度的更好增加。
優(yōu)選，氧化鋁粒子在吸光涂層中的體積濃度為5-10％。這導致耐擦劃性的更好改進。
有利地，二氧化硅粒子是疏水性二氧化硅粒子。這最小化吸光涂層的散射。
本發(fā)明也涉及吸光涂層自身，涉及包括透光燈容器的電燈，該透光燈容器容納光源，該燈容器包括上述透光基材，涉及該燈容器自身和涉及制備吸光涂層的方法。此方法包括以下步驟
-通過混合顏料與含醇液體制備顏料分散體，-制備包括硅烷的水解混合物，該硅烷經(jīng)歷溶膠-凝膠工藝，該水解混合物進一步包括尺寸為5-100納米的二氧化硅粒子和尺寸為5-50納米的氧化鋁粒子，-以一定的方式混合顏料分散體和水解混合物使得顏料、二氧化硅和氧化鋁粒子在吸光涂層中的總體積濃度為20-65％，二氧化硅粒子的體積濃度為5-40％和氧化鋁粒子的體積濃度為1-15％。
有利地，將二氧化硅粒子以硅溶膠的形式引入到水解混合物中。這導致臨界層厚度的更好增加。
本發(fā)明的這些和其它方面從下述實施方案是顯然的和參考下述實施方案說明。
附圖簡述現(xiàn)在通過例子，參考附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中-

圖1是包括燈罩的根據(jù)本發(fā)明的電燈的部分切掉和部分為橫截面的側視圖；和-圖2顯示具有反射器和適配器的電燈。
發(fā)明詳述圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的電燈，它的一部分在部分切掉的側視圖中顯示，而它的另一部分在橫截面中顯示。電燈包括例如由玻璃制成的透光燈容器1，它以氣密方式封閉并且其中作為具有中心4的鎢白熾體的電元件2在軸5上軸向布置并連接到導電體6，該導電體從燈容器伸出到外部。顯示的燈具有惰性氣體，例如Ar/Ne混合物的填充，填充壓力稍大于5巴。
燈罩10牢固地連接到燈容器1。燈罩10具有合成樹脂外殼11。外殼11包括至少基本垂直于軸5的平基底部分7。燈容器1以氣密方式通過絕緣材料的板8封閉，該板位于至少基本垂直于軸5的平面中。在燈的制造期間采用相對于板8的預先確定的位置安裝電元件2。燈容器1的板8由鎖定裝置9，例如脊壓制在內部對著基底部分，使得電元件2相對于參考裝置12，例如栓釘進入預先確定的位置。栓釘12形成燈罩的一部分并設計為與載體30，例如反射器鄰接，如可在圖2中所見。
燈罩也包括接觸元件14，該接觸元件具有篩網(wǎng)13并且燈容器1的導電體6與其連接。具有結合裝置17的回彈中間部分15，在圖中設計用于結合反射器到燈罩的回彈性標記，與外殼11形成整體。獲得中間部分的回彈作用在于使中間部分是中空的，使得至多一個壁保留為中間部分，因此通過兩個凹槽18除去壁的主要部分，該凹槽垂直于軸5。壁的剩余部分形成橋19，它靠近下一個凹槽，通過例如180°的角度圍繞軸5旋轉。
電燈的燈容器1具有大約22mm的相對小軸向尺寸并且適于消耗例如5-25W的相對高功率。電燈在此情況下的服務壽命為大約6000小時。
根據(jù)本發(fā)明，燈容器1的至少一部分由吸光涂層3覆蓋，稍后詳細描述它。
圖2顯示具有載體30的電燈，其是具有圖中透明板33，以及具有適配器25的反射器。在具有適配器和反射器的燈的此構造中，其中反射器具有在凹槽32中保持的橡膠環(huán)31，該橡膠環(huán)以氣密方式密封在燈罩和反射器之間的開口26。適配器具有標準化的接觸點27，該接觸點以氣密方式通過適配器的底部板28并連接到燈罩10的接觸元件14上。
在圖中可見的是燈罩10基本完全落入錐體36中，該錐體具有在電元件2的中心4中的尖端35和具有25°的尖端半角。源自電元件2的光可達到反射表面34而基本沒有阻礙并且在那里至少基本在透明板33的方向中軸向反射。
以下描述吸光涂層以及制備這些吸光涂層的方法的實施例。
實施例1將5.6g Bindzil CAT220、2g MTMS和1.09g乙醇一起攪拌30分鐘。Bindzil CAT220是由Akzo Nobel銷售的產品，它包括兩種粒子的尺寸均小于50nm的氧化鋁粒子和二氧化硅粒子。在溶膠中引入氧化鋁粒子和二氧化硅粒子。
將由4.12g水完成的8g MTMS和0.21g TEOS混合并攪拌3小時。然后，將混合物在冰箱中貯存1周以上用于陳化。
單獨地，將4.33g PV堅牢紅B和4.63g Fe2O3 Sicotrans L2816各自與相同數(shù)量的disperbyk-190混合。在每個顏料分散體中，將先前顏料數(shù)量加入到9g水和12.78g乙醇中。在輥臺架上借助于2mm小的釔穩(wěn)定的氧化鋯碾磨珠碾磨兩種溶液12小時以上。
在馬上要旋涂之前，將1份水解混合物與3份顏料分散體混合，采用0.4份二丙酮醇-旋涂用溶劑完成。將基材干燥并在對流烘箱中在250℃固化5分鐘。
因此制備在最終涂層中總粒子體積濃度為55％的溶液，該溶液由10體積％氧化鋁/二氧化硅粒子和45體積％顏料組成。在此吸光涂層中，氧化鋁粒子的體積濃度是1％而二氧化硅粒子的體積濃度是9％。
測量的臨界層厚度至多是7.1mm，它更好于在不包括二氧化硅和氧化鋁粒子的相似的吸光涂層中，其中臨界層厚度是3.6mm。測量顯示就臨界開裂力而言耐擦劃性增加4倍，臨界開裂力由微壓痕相對于不包括二氧化硅和氧化鋁粒子的相似吸光涂層測量。
實施例2對于水解混合物，采用8.08g軟化水水解10g MTMS、0.21gTEOS和2g來自Nano Technologies的DP 5820，它包括尺寸為20nm的二氧化硅粒子。在攪拌30分鐘之后，加入2.16g來自NanoTechnologies的DP 5820。將溶液攪拌3小時，并采用一些在水中的1％標準堿性NH3將pH調節(jié)到4.5-5。然后，將混合物在電冰箱中保持1周以上用于陳化。
另一方面，也制備顏料分散體，以得到顏料體積濃度為40％和最終粒子濃度為55％的最終涂層。將3.85g來自Clariant的PV堅牢紅B和4.11g來自BASF的Sicotrans L2816的Fe2O3和1.33g來自Baikowski的CR 125一起與8.96g來自Byk-Chemie的Disperbyk-190混合，CR 125包括尺寸為20nm的鋁粒子。加入18g軟化水，隨后加入25.56g純乙醇。在Dispermat中借助于1mm小的釔穩(wěn)定的氧化鋯碾磨珠分散和研磨溶液6小時以上。
在馬上要噴涂之前，將水解混合物和顏料分散體一起混合，由7.44g所謂的潤濕劑完成，該潤濕劑由99.4wt％用于噴涂的高沸點溶劑丁基二甘醇和0.6wt％來自Wacker的L050組成。然后，在使用之前通過5mm過濾器過濾混合物。
測量的臨界層厚度至多是6.8mm，它更好于在不包括二氧化硅和氧化鋁粒子的相似的吸光涂層中，其中臨界層厚度是3.6mm。測量顯示就臨界開裂力而言耐擦劃性增加4倍，臨界開裂力由微壓痕相對于不包括二氧化硅和氧化鋁粒子的相似吸光涂層測量。
如下權利要求中的任何參考符號不應當解釋為限制權利要求。顯然的是除在任何權利要求中限定的那些以外，動詞″包括″和它的詞形變化的使用不排除任何其它元素的存在。元素之前的單詞″一個″不排除多個這樣元素的存在。
權利要求
1.一種透光基材(1)，其至少具有吸光涂層(3)，所述吸光涂層包括在溶膠-凝膠基體中引入的穩(wěn)定的顏料，所述吸光涂層包括尺寸為5-100納米的二氧化硅粒子和尺寸為5-50納米的氧化鋁粒子，其中顏料、二氧化硅和氧化鋁粒子在吸光涂層中的總體積濃度為20-65％，二氧化硅粒子的體積濃度為5-40％和氧化鋁粒子的體積濃度為1-15％。
2.權利要求1的透光基材，其中二氧化硅粒子的尺寸為10-30納米。
3.權利要求1的透光基材，其中氧化鋁粒子的尺寸為10-30納米。
4.權利要求1的透光基材，其中顏料、二氧化硅和氧化鋁粒子在吸光涂層中的總體積濃度為35-55％。
5.權利要求1的透光基材，其中二氧化硅粒子在吸光涂層中的體積濃度為10-20％。
6.權利要求1的透光基材，其中氧化鋁粒子在吸光涂層中的體積濃度為5-10％。
7.權利要求1的透光基材，其中二氧化硅粒子是疏水性二氧化硅粒子。
8.一種吸光涂層，其包括在溶膠-凝膠基體中引入的穩(wěn)定的顏料，所述吸光涂層包括尺寸為5-100納米的二氧化硅粒子和尺寸為5-50納米的氧化鋁粒子，其中顏料、二氧化硅和氧化鋁粒子在吸光涂層中的總體積濃度為20-65％，二氧化硅粒子的體積濃度為5-40％和氧化鋁粒子的體積濃度為1-15％。
9.一種電燈，其包括透光燈容器(1)，該透光燈容器(1)容納光源(2)，該燈容器包括根據(jù)權利要求1的透光基材。
10.具有權利要求8的吸光涂層的燈容器。
11.一種制備吸光涂層的方法，該方法至少包括以下步驟-通過混合顏料與含醇液體制備顏料分散體，-制備包括硅烷的水解混合物，該硅烷經(jīng)歷溶膠-凝膠工藝，該水解混合物進一步包括尺寸為5-100納米的二氧化硅粒子和尺寸為5-50納米的氧化鋁粒子，-以一定的方式混合顏料分散體和水解混合物使得顏料、二氧化硅和氧化鋁粒子在吸光涂層中的總體積濃度為20-65％，二氧化硅粒子的體積濃度為5-40％和氧化鋁粒子的體積濃度為1-15％。
12.權利要求11的方法，其中將二氧化硅粒子以硅溶膠的形式引入到水解混合物中。
全文摘要
本發(fā)明涉及至少部分具有吸光涂層(3)的透光基材(1)。吸光涂層包括在溶膠－凝膠基體中引入的穩(wěn)定的顏料。吸光涂層包括尺寸為5－100納米的二氧化硅粒子和尺寸為5－50納米的氧化鋁粒子。顏料、二氧化硅和氧化鋁粒子在吸光涂層中的總體積濃度為20－65％。二氧化硅粒子的體積濃度為5－40％和氧化鋁粒子的體積濃度為1－15％。
文檔編號H01J61/40GK101018747SQ200580030939
公開日2007年8月15日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權日2004年9月15日
發(fā)明者M·德亨瑙特, A·巴肯恩德, V·梅西爾, J·-S·斯特拉特曼斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司